聚环氧乙烷基固体电解质与固态电池的研究

发布时间：2022-12-08 19:54

　　高能量密度锂二次电池是储能领域重要的发展方向,目前锂离子电池的能量密度发展遇到了瓶颈,继续提高电池能量密度将带来安全问题。全固态电池由于采用不可燃以及高杨氏模量的固体电解质替代易燃有机电解液,有望在使用金属锂负极提升能量密度的同时缓解甚至避免枝晶刺穿以及其他因素带来的安全问题,成为科学及产业界研究的焦点。经过几十年研究,固体电解质的锂离子电导率已经大幅提高,某些固体电解质甚至已经超过有机电解液。PEO聚合物固体电解质由于具有高温下锂离子电导率较高,成膜性好,易加工以及与电极接触良好等优点,已经制作出稳定循环的PEO固态电池并由法国Bolloré公司实现商业化,应用于电动汽车。但PEO电解质依然存在室温电导率低的缺点,必须在60-80℃使用。同时由于PEO氧化电位低,只能匹配V₂O₅或LiFePO₄等低电压正极材料使用,严重限制了PEO固态电池的能量密度。为了不断提高PEO固态电池的应用前景,本论文针对PEO电解质存在的缺点开展研究。首先,在PEO电解质中复合十二烷基苯磺酸锂以提高室温电导率。然后对PEO在窗口电压之上时的... 

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 锂电池概述
        1.1.1 锂电池发展历史和基本工作原理
        1.1.2 锂电池研究现状与发展趋势
    1.2 固态电池关键材料-固体电解质
        1.2.1 无机固体电解质
        1.2.2 聚合物基固体电解质
    1.3 聚合物电解质的优势和存在的问题
        1.3.1 聚合物电解质的优势
        1.3.2 聚合物电解质存在的问题
    1.4 聚合物固态电池的改善方法
        1.4.1 聚合物改性
        1.4.2 聚合物-电极界面修饰
    1.5 本论文选题依据和研究内容
第2章 聚环氧乙烷基固体电解质电导率的研究
    2.1 引言
    2.2 实验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 复合电解质膜的表征
        2.3.2 电导率测试
        2.3.3 电池性能测试
    2.4 小结
第3章 聚环氧乙烷基固体电解质与正极界面稳定性的研究
    3.1 引言
    3.2 研究方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PEO电解质氧化行为表征
        3.3.2 PEO-钴酸锂界面的失效分析
        3.3.3 验证及性能改善
    3.4 小结
第4章 稳定的聚环氧乙烷基固体电解质-正极界面的构建
    4.1 引言
    4.2 研究方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 体系选择
        4.3.2 原理验证
        4.3.3 沉积条件优化
    4.4 小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3714034